报道了长/长波双色二类超晶格红外焦平面探测器组件的研制。通过能带结构设计和分子束外延技术，获得了表面质量良好的长/长波双色超晶格外延材料。突破了长波超晶格低暗电流钝化、低损伤干法刻蚀等关键技术，制备出像元中心距30 μm的320×256长/长波双色InAs/GaSb超晶格焦平面探测器芯片。将芯片与双色读出电路互连，采用杜瓦封装，与制冷机耦合形成探测器组件。组件双波段50%后截止波长分别为7.7 μm（波段1）和10.0 μm（波段2）。波段1平均峰值探测率达到8.21×10¹⁰ cmW^-1Hz^1/2，NETD实现28.8 mK；波段2平均峰值探测率达到6.15×10¹⁰ cmW^-1Hz^1/2，NETD为37.8 mK，获得了清晰的成像效果，实现长/长波双色探测。

SnTe纳米薄膜材料光学常数的准确获取，对于其在高性能光电器件设计和在光电子领域的潜在应用具有重要的意义。然而，目前仍然很少有关于获取其纳米薄膜光学常数方法的相关研究报道。采用磁控溅射法以SnTe单靶为靶材，在石英衬底上制备了SnTe纳米薄膜；在未加衬底温度和未进行退火处理的条件下，通过制备工艺参数优化，即得到晶化的、组分可控的面心立方结构SnTe纳米薄膜。采用椭圆偏振光谱法，建立不同的拟合模型结构，利用SE数据库中的SnTe材料数据列表和Tauc-Laurents模型对所制备的SnTe纳米薄膜材料的膜厚、组成及折射率、消光系数等光学常数进行了研究。结果显示，具有该厚度的SnTe纳米薄膜材料在可见光波段具有较高的折射率、在可见到近红外具有较宽的光谱吸收。

红外热敏探测器不管是在**还是在民用领域都有着非常重要的应用。传统的红外热敏探测器主要采用宽光谱吸收的方式，这虽然赋予了器件宽带响应的特点，但同时也会因为引入了不必要的辐射热导而增加本底噪声，从而限制了器件的探测性能极限。研究表明，具有窄带选择性吸收的热敏探测器在特定的条件下可以突破这一极限。经过精心设计的人工微纳结构不但可以实现波长选择性吸收来降低器件的辐射热导，而且由于其具有亚波长特性，还可以大大降低器件的热容，从而为实现高性能的红外热敏探测器提供了可能性。本文在简单介绍红外探测器基本概念的基础上，聚焦测辐射热计、温差电偶和热释电探测器件，回顾总结基于人工微结构体系的光谱选择性红外热敏探测器的相关研究进展。

在实际应用中，有效的操控极化激元给纳米光子器件、亚波长成像、异常折射等领域带来了巨大的发展前景而广受关注，但传统介质材料中的极化激元的调控灵活度相对较低，不能满足现实的广阔需要成为具有挑战性的难题。然而，声子极化激元作为一种光子——声子强耦合的新型准粒子，与其他的极化激元相比，具有更强的束缚光的能力、更长的寿命以及更低的损耗，在亚波长尺度红外光调控领域能够发挥举足轻重的作用。近年来，随着对二维范德瓦尔斯晶体的相关研究及报道，能够承载双曲声子极化激元的介质材料步入大众视野，并且在具有超高分辨率的纳米成像技术的支持下，很多新颖的近场红外光学现象在多种操控手段下被发掘，这极大的丰富了人们对于极化激元的认知。此综述首先从双曲声子极化激元的机理入手，介绍了声子极化激元的概念、色散关系和近期被广泛关注的双曲介质（h-BN、α-MoO₃）。随后，总结了双曲声子极化激元在上述介质中的不同传播特性以及多种维度调控下的近场成像分析，例如改变范德华晶体的周围介质环境、谐振腔、金属天线的面内调控等等。最后，我们对声子极化激元的研究进行了展望。多样的调控手段展现了声子极化激元的丰富应用，这对纳米成像、集成光路、纳米透镜等红外纳米光子器件提供可借鉴的途径，同时在未来可能还会衍生出更多新兴领域。

光电子芯片在人工智能时代的复杂信息转换中扮演着重要角色。通过强耦合的电子-光子态可以实现光电转换的最高效率。利用电子自旋的自由度具有独特的优势。自旋的集体激发可以形成磁子，它具有长寿命和对焦耳热免疫的特性。这些特性可以通过磁子和高速光子之间的强耦合结合起来，形成 "腔-磁子极化激元（CMP）"。最近的进展集中在构建高协同性的CMP，控制CMP的辐射和传输，理解CMP的完美吸收机制，以及开发片上CMP原型器件的电调谐维度和逻辑操作功能。这些围绕CMP相干耦合动力学的研究有望推动低损耗光电器件和前沿信息处理技术的发展。

系统研究了快速热退火对锌扩散的In_0.53Ga_0.47As/InP PIN探测器的影响。利用电化学电容电压和二次离子质谱技术分析了退火前后Zn和净受主的浓度分布，结果表明退火过程会影响杂质浓度，但不影响扩散深度。制备了不同退火条件的In_0.53Ga_0.47As/InP PIN探测器。器件测试反映，未退火的探测器在260~300K具有更低的器件电容和更高的激活能。通过暗电流成分拟合对器件暗电流机制进行分析，未退火器件表现出更低的肖克利-里德-霍尔产生复合电流和扩散电流，因而室温下未退火器件具有更高的峰值探测率。为了制备高性能低掺杂吸收层结构的平面型InGaAs探测器，快速热退火是不必要的工艺。

红外和太赫兹范围内的扫描近场光学显微镜能够突破衍射极限，实现更小的空间分辨率，在纳米尺度结构的光学特性分析检测方面具有重要应用。为了进一步理解探针与样品的相互作用，对探针近场的分析和数值描述是必不可少的。基于真实的探针形状的解析模型，结合数值模拟的开发了源偶极子模型（SDM），能够直接获得近场检测信息，提高计算效率。基于模拟结果，解释了天线效应、尖端半径影响和电荷量的影响，并将SDM模型结果与全波仿真（FWS）结果进行了比较。为进一步理解近场光学显微镜中的针尖-样品结提供了新的视角。

采用物理气相沉积法合成硒微米棒，并以银浆为电极制备了金属-半导体-金属结构的光电探测器。该光电探测器在3 V偏压和450 nm光照下具有快速的响应速度（上升时间=41 ms，下降时间=46 ms），优异的响应度（18.32 mA/W）和探测率（1.65×10⁸ Jones）。光谱测试表明器件具有从可见光到近红外的宽光谱探测能力（450-1550 nm）。此外，该器件还可以在无偏压下进行自供能探测。本研究将进一步完善硒半导体在宽光谱光电探测中的应用和发展。

我们报道了一种基于SnS₂ / InSe垂直异质结的宽带光电探测器，其光谱范围为365-965 nm。其中，InSe作为光吸收层，有效扩展了光谱范围，SnS₂作为传输层，与InSe形成异质结，促进了电子-空穴对的分离，增强了光响应。该光电探测器在 365 nm 下具有813 A/W 的响应度。并且，在965nm光照下它仍然具有371 A/W的高响应度，1.3×10⁵%的外量子效率，3.17×10¹² Jones的比探测率，以及27 ms的响应时间。该研究为高响应宽带光电探测器提供了一种新的方法。

由低维InAs材料和其他二维层状材料堆叠而成的垂直范德华异质结构在纳米电子、光电子和量子信息等新兴领域中应用广泛。探索跨结界面的电荷转移机制对于全面理解该类器件的非凡特性至关重要。第一性原理计算在揭示界面电荷转移特性与各种能量稳定型InAs基范德华异质结的电、光、磁等原理物理特性和器件性能变化之间的内在关系方面发挥着不可比拟的作用。文中梳理、总结和探讨了近年来InAs基范德华异质结间界面电荷转移特性的理论研究工作与潜在的功能应用，提出在理论方法和计算精度方面大力发展第一性原理计算的几个途径，为更好地开展InAs基范德华异质结的基础科学研究和应用器件设计提供可借鉴的量化研究基础。

相干反斯托克斯拉曼散射（CARS）显微成像在快速病理学分析、药代动力学等领域展现了极大的应用潜力，然而在成像时产生的非共振背景噪声信号会影响CARS信号的探测。通过调谐波长，可实现在拉曼共振、非共振噪声共存处产生信号，也可实现在仅有非共振噪声处产生信号，两信号相消可以在一定程度上消除非共振背景噪声的影响。文章搭建了基于分离脉冲放大及晶体倍频的波长可调谐掺铒光纤激光系统，通过控制两级放大器的泵浦功率实现了779.1~784.5 nm，777.5~786.1 nm，784.5~790.5 nm的波长调谐，获得了110.8 mW，136 fs的脉冲输出。通过与掺镱激光系统被动同步，可用于CARS成像。

地表比辐射率方向性研究是国际热红外定量遥感研究领域的热点与难点，现有的热红外沙地比辐射率方向性模型存在先验参数较多、精度较低、适用性差等问题。论文基于5个伪不变定标场，即Algeria3_1km、Algeria5_1km、Libya1_1km、Mauritania1_1km及Mauritania2_1km，综合利用长时序极轨卫星载荷AQUA/MODIS与静止轨道卫星载荷MSG/SEVIRI多角度观测数据，经过载荷相互校准、大气纠正、影像数据时空匹配等处理，基于热红外辐射传输方程，获取0~65°观测天顶角范围内各研究区方向性比辐射率，建立公里级像元尺度比辐射率方向性模型，并对其进行了不确定度评估。结果表明：地表比辐射率随观测天顶角增大而降低，其方向性效应随波段中心波长的增加而减小，Algeria5_1km区域的方向性效应最小，Mauritania1_1km区域的方向性效应最强；各研究区比辐射率方向性模型不确定度均随观测天顶角的增大而增大，模型不确定度均优于3%。

红外探测系统需要尽早发现目标以便及时拦截，但是红外图像上的小目标检测是一个挑战十足的任务。为了提高检测准确率，提出一种基于自适应对比度增强的红外小目标检测方法。为了利用自注意力机制和卷积各自的优势，设计了一个高效的特征提取网络和一个面向小目标的检测头。同时为了解决实际应用中出现的弱目标，在检测子网络前添加了一个图像预处理子网络，该模块可以自适应地调节图像对比度。在红外空中小目标数据集上的实验表明，提出的方法能达到93.76%的检测精度，与经典的检测方法相比，能够更好地平衡检测精度和召回率，证明了方法的巨大应用潜力。